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2010 Fiscal Year Annual Research Report

光応答性RNAを用いたRNA機能の光スイッチング

Research Project

Project/Area Number 20750132
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

梁 興国  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60447828)

Keywords光応答性RNA / アゾベンゼン / RNA/RNA二重鎖 / siRNA / RNAi / 遺伝子発現 / 光制御 / RNAハイブリダイゼション
Research Abstract

本研究では、光応答性RNAの構築とRNA機能の光制御を目指した。平成22年度においては、アゾベンゼンに導入したsiRNAのRNAi効果調べ、アゾベンゼンの導入によるRNAiへの影響のメカニズムを解明した。また、多数のアゾベンゼンをRibozymeの両末端に導入することで、光応答性機能性RNAを構築し、高高率なRNAの特異的な切断の光制御を実現した。
アゾベンゼンを導入したsiRNAを用いて、遺伝子発現の抑制効果を調べたところ、Sense鎖の5'から2番旧から5番目まで導入した場合、RNAi効果が大きく増大することが分かった。一方、Antisense鎖の場合は、ほとんどの場所に導入しても、RNAiへの影響は少なかった。そのメカニズムは、センス鎖をDISCに取り込むことがアンチセンス鎖への導入より難しくなると推定した。また、逆方向の遺伝子を作成して確認したところ、やはり以上のメカニズムと一致する結果が得られた。以上の結果により、アゾベンゼン修飾siRNAは、遺伝子発現を高効率に抑制するsiRNA試薬として有効であることが分かり、これに関する特許を出願した。最後に、アゾベンゼンを多数に導入したRibozymeを構築し、Ribozymeのトポロジカル構造の光制御により、RNA切断の高効率な光制御に成功した。この新しい方法は、機能性RNAの活性がある部位にアゾベンゼンを導入せずに光制御の結果が得られたので、機能性RNAのトポロジカル構造を制限しないONの状態では、完全に天然の機能性RNAと同じ活性を持つ。

  • Research Products

    (32 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (25 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Design of a Functional Nanomaterial with Recognition Ability for Constructing Light-Driven Nanodevices.2011

    • Author(s)
      Liang, X.G.; Mochizuki, T.; Fujii, T.; Kashida, H.; Asanuma, H.
    • Journal Title

      Lecture Note in Computer Science (LNCS)

      Volume: 6518 Pages: 112-122

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unexpectedly stable artificial duplex from flexible acyclic threoninol.2010

    • Author(s)
      Asanuma, H.; Toda, T.; Murayama, K.; Liang, X.G.; Kashida, H.
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc.

      Volume: 132 Pages: 14702-14703

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction of photoresponsive RNA for photoswitching RNA hybridization.2010

    • Author(s)
      Ito, H.; Liang, X.G.; Nishioka, H.; Asanuma, H.
    • Journal Title

      Org.Biomol.Chem.

      Volume: 8 Pages: 5519-5524

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Robust and photo-controllable DNA capsules using azobenzenes.2010

    • Author(s)
      Tanaka, F.; Mochizuki, T.; Liang, X.G.; Asanuma, H., et al
    • Journal Title

      Nano Lett.

      Volume: 10 Pages: 3560-3565

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accumulation of fluorophores into DNA duplexes to mimic the properties of quantum dots.2010

    • Author(s)
      Kashida, H.; Sekiguchi, K.; Liang, X.G.; Asanuma, H.
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc.

      Volume: 132 Pages: 6223-6230

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ストランドインベーダーへの応用を目指した人工ヌクレオチドの設計2011

    • Author(s)
      熊南和哉・梁興国・樫田啓・浅沼浩之
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      (口頭 要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] siRNAの化学修飾によるRNAi活性の向上2011

    • Author(s)
      伊藤浩・梁興国・浅沼浩之
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      (口頭 要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] カチオン性グラフトポリマーとの併用による超高感度インステムモレキュラービーコンシステム2011

    • Author(s)
      浅沼浩之・大澤卓矢・藤井大雅・梁興国・樫田啓・吉田安子・嶋田直彦・丸山厚
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      (口頭 要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] DNA機能の可視光制御を目指したアゾベンゼン修飾の分子設計2011

    • Author(s)
      石川顕慎・西岡英則・沢邊恭一・梁興国・浅沼浩之
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      (口頭 要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] 二種類の修飾アゾベンゼンを用いた高度な光駆動型DNAナノデバイスの構築2011

    • Author(s)
      西岡英則・石川顕慎・梁興国・浅沼浩之
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      (口頭 要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] 光で操作可能なナノデバイスを構築するための光応答性粘着末端の分子設計2011

    • Author(s)
      梁興国・水谷春華・浅沼浩之
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      (口頭 要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] 蛍光色素の高効率消光を目指した非対称色素クラスター形成2011

    • Author(s)
      藤井大雅・原雄一・大澤卓矢・樫田啓・梁興国・吉田安子・浅沼浩之
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      (口頭 要旨集)
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] Molecular biology and nanotechnology of azobenzene-modified nucleic acid2011

    • Author(s)
      X.G.Liang
    • Organizer
      G-COE symposium in Nagoya on Biochemistry and Bionanotechnology
    • Place of Presentation
      Nagoya (Japan)(invited)
    • Year and Date
      2011-01-12
  • [Presentation] Nanotechnology of azobenzene-modified DNA for constructing photoresponsive nanostructures and nanodevices2010

    • Author(s)
      X.Liang ; T.Mochizuki ; H.Nishioka ; H.Asanuma
    • Organizer
      PACIFICHEM 2010
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA(oral)
    • Year and Date
      20101215-20101220
  • [Presentation] Unexpected non-specific DNA synthesis by thermophilic DNA (oral) polymerase2010

    • Author(s)
      T.Kato ; X.Liang ; H.Asanuma
    • Organizer
      PACIFICHEM 2010
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      20101215-20101220
  • [Presentation] Coherent heteroclustering by using DNA as a scaffold for highly sensitive In-Stem Molecular Beacon.2010

    • Author(s)
      T.Fujii ; Y.Hara ; H.Kashida ; X.Liang ; Y.Yoshida ; H.Asanuma
    • Organizer
      PACIFICHEM 2010
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA(poster)
    • Year and Date
      20101215-20101220
  • [Presentation] Reversible photoswitching of gene expression with azobenene-modified DNA2010

    • Author(s)
      X.Liang ; K.Fujioka ; R.Wakuda ; H.Asanuma
    • Organizer
      PACIFICHEM 2010
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA(oral)
    • Year and Date
      20101215-20101220
  • [Presentation] Photoswitching of RNA function by using azobenzene-modified RNA2010

    • Author(s)
      H.Itoh ; X.Liang ; H.Asanuma
    • Organizer
      PACIFICHEM 2010
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA(oral)
    • Year and Date
      20101215-20101220
  • [Presentation] Construction of Photoresponsive Nanodevices by Using a Novel Nanomaterial Involving Multiple Azobenzenes.2010

    • Author(s)
      X.G.Liang, M.G.Zhou, T.Mochizuki, H.Asanuma
    • Organizer
      The 37^<th> International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2010
    • Place of Presentation
      Yokohama(oral)
    • Year and Date
      20101110-20101112
  • [Presentation] 新規機能性ナノ材料による光駆動型ナノデバイスの構築2010

    • Author(s)
      梁興国・周孟光・望月敏夫・浅沼浩之
    • Organizer
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学(ポスター)
    • Year and Date
      20100924-20100926
  • [Presentation] 超好熱性DNAポリメラーゼによるde novo DNA合成とその機構解明2010

    • Author(s)
      加藤智博・梁興国・浅沼浩之
    • Organizer
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学(ポスター)
    • Year and Date
      20100924-20100926
  • [Presentation] Threoninolを骨格に用いた新たな人工ヌクレオチド"aTNA"の二重鎖形成能力の評価2010

    • Author(s)
      冨田孝亮・樫田啓・梁興国・浅沼浩之
    • Organizer
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学(ポスター)
    • Year and Date
      20100924-20100926
  • [Presentation] プローブの更なる高感度化を目指した非対称色素クラスターの設計2010

    • Author(s)
      藤井大雅・原雄一・樫田啓・梁興国・吉田安子・浅沼浩之
    • Organizer
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学(ポスター)
    • Year and Date
      20100924-20100926
  • [Presentation] 修飾DNAの機能向上を目指した新規機能性分子導入法の開発2010

    • Author(s)
      園田峻・梁興国・樫田啓・浅沼浩之
    • Organizer
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学(ポスター)
    • Year and Date
      20100924-20100926
  • [Presentation] アルキルチオアゾベンゼンによるDNA二重鎖形成と解離の可視光制御2010

    • Author(s)
      石川顕慎・西岡英則・沢邊恭一・梁興国・浅沼浩之
    • Organizer
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学(ポスター)
    • Year and Date
      20100924-20100926
  • [Presentation] PNAとThreoninol修飾DNAを用いた新規ストランドインベーダーの開発2010

    • Author(s)
      熊南和哉・原雄一・梁興国・樫田啓・浅沼浩之
    • Organizer
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学(ポスター)
    • Year and Date
      20100924-20100926
  • [Presentation] 可視光によるDNA機能の可逆的な光スイッチングを目指したアゾベンゼン誘導体の分子設計2010

    • Author(s)
      西岡英則・梁興国・浅沼浩之
    • Organizer
      第59回高分子討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学(口頭)
    • Year and Date
      20100915-20100917
  • [Presentation] 非対称色素クラスターを利用した高感度In-Stem Molecular Beaconの開発2010

    • Author(s)
      藤井大雅・原雄一・吉田安子・梁興国・樫田啓・浅沼浩之
    • Organizer
      第59回高分子討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学(口頭)
    • Year and Date
      20100915-20100917
  • [Presentation] RCA法を活用したターゲットDNAの特異的増幅2010

    • Author(s)
      鈴木晶友・加藤智博・梁興国・浅沼浩之
    • Organizer
      第20回バイオ・高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学(ポスター)
    • Year and Date
      20100728-20100729
  • [Presentation] 好熱性DNAポリメラーゼによる異常なDNA合成2010

    • Author(s)
      梁興国・加藤智博・浅沼浩之
    • Organizer
      第20回バイオ・高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学(口頭)
    • Year and Date
      20100728-20100729
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nubio.nagoya-u.ac.jp/seigyo1/member02_2.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] オリゴヌクレオチド及びその利用2010

    • Inventor(s)
      浅沼浩之、梁興国, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学
    • Industrial Property Number
      特願2010-194942
    • Filing Date
      2010-08-31

URL: 

Published: 2012-07-19  

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